Haben funktionale Programmiersprachen mehr Möglichkeiten zur Optimierung der Kompilierungszeit?

Ich las das Buch "Funktionale Programmierung für die reale Welt". Es begann mit dem Vergleich zwischen imperativen und funktionalen Programmiersprachen. Und es wurde angegeben, wie sich "Werte" und "Ausdrücke" in der funktionalen Programmierung von "Variablen" und "Funktionen" der imperativen Programmierung unterscheiden. Aus der Diskussion entwickelte ich eine Idee, dass -

Funktionale Programmiersprachen bieten mehr Möglichkeiten zur Optimierung der Kompilierungszeit als ihre zwingenden Gegenstücke.

Ist es wahr?

Funktionale Programmiersprachen optimieren die Kompilierungszeit wesentlich besser. Einer der Gründe ist die Reinheit - Parallelität ist trivial, weil es keinen Zustand gibt. Der Compiler kann also zwei Zweige nehmen und sie einfach zusammenfassen, ohne das Verhalten des Programms zu ändern.

Gleichzeitig kann alles, was ohne Status berechnet werden kann (dh alles, was in haskell nicht monadisch ist), vom Compiler im Voraus berechnet werden. Solche Berechnungen können jedoch teuer sein und werden daher wahrscheinlich nur teilweise durchgeführt.

Darüber hinaus kann alles, was nicht rechnerisch benötigt wird, vollständig aus dem Programm heraus optimiert werden.

Dass es für funktionale Sprachen im Prinzip mehr Möglichkeiten zur Optimierung der Kompilierungszeit gibt als für ihre zwingenden Gegenstücke, ist wahrscheinlich richtig.

Interessanter ist jedoch, ob sie tatsächlich in aktuellen Compilern implementiert sind und wie relevant diese Optimierungen in der Praxis sind (dh die endgültige Leistung von idiomatischem 'Real Life (TM)' - Code in einer Produktionsumgebung mit a priori vorhersehbaren Compilereinstellungen).

Zum Beispiel erwecken die Haskell-Beiträge für das berüchtigte Computersprachen-Benchmark-Spiel (so schlecht es auch sein mag - aber es ist nicht so, dass es im Moment etwas wesentlich Besseres gibt) den Eindruck, dass viel Zeit dafür aufgewendet wurde Manuelle Optimierungen, die mit der Behauptung "mögliche Compiler-Optimierungen aufgrund von insert some property about FP languages here" konfrontiert wurden, lassen es so aussehen, als wären die Optimierungen (derzeit zumindest) eher eine theoretische Möglichkeit als eine relevante Realität.

Ich würde mich freuen, wenn ich mich in diesem Punkt als falsch erweisen würde.

Im funktionalen Stil ist der Wertefluss durch ein Programm sehr, sehr sichtbar (sowohl für den Compiler als auch für den Programmierer). Dies gibt dem Compiler viel Spielraum, um zu entscheiden, wo Werte gespeichert werden sollen, wie lange sie aufbewahrt werden sollen usw.

In einer imperativen Sprache verspricht der Compiler dem Programmierer ein Modell, bei dem die meisten Variablen tatsächlichen Speicherorten entsprechen, die für eine definierte Lebensdauer bestehen bleiben. Möglicherweise kann jede Anweisung von jedem dieser Speicherorte lesen (oder darauf schreiben!), Sodass der Compiler nur Speicherorte durch Registerzuordnung ersetzen, zwei Variablen zu einem einzigen Speicherort zusammenführen oder ähnliche Optimierungen durchführen kann, nachdem eine sorgfältige Analyse des Speicherorts durchgeführt wurde Andernfalls kann im Programm auf diese Variable verwiesen werden.

Nun gibt es zwei Einschränkungen:

• Die Programmiersprachen-Community hat in den letzten fünfzig Jahren viel Mühe darauf verwendet, clevere Methoden für diese Analyse zu entwickeln. Es gibt bekannte Tricks wie das Färben von Registern usw., um einige der einfacheren Fälle die meiste Zeit zu erledigen. Dies führt jedoch zu großen, langsamen Compilern und einem ständigen Kompromiss zwischen der Komplexität der Kompilierung und der Qualität des resultierenden Codes
• Gleichzeitig sind die meisten funktionalen Programmiersprachen auch nicht rein funktional. Viele der Dinge, die Programme tatsächlich tun müssen, wie das Reagieren auf E / A, sind von Natur aus nicht funktionsfähig, sodass kein Compiler völlig frei von diesen Tricks sein kann und keine Sprache sie vollständig vermeidet - sogar Haskell, was auch ein bisschen ist rein für meinen Geschmack (Ihr Kilometerstand kann variieren) kann nur die nicht funktionierenden Teile Ihres Codes kontrollieren und abschotten, nicht ganz vermeiden.

Um die allgemeine Frage zu beantworten: Ja, ein funktionales Paradigma gibt dem Compiler viel Freiheit bei der Optimierung, die er in einer zwingenden Umgebung nicht hat.